Патент ссср 333858

 

О П И -СА"-М- И-а ц 333858

ИЗО6РЕТЕН И Я

Союз Советских социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕГ!ЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 08.10.69 (21) 1367353/26-25 с присоединением заявки ¹ (32) Приоритет

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 20.09.74 (51) M. Кл. Г 251 1 00

Государственный комнте1

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 621.593(088.8) (72) Авторы изобретения В. Н. Алфеев, В. М. Бродянский, В. М. Ягодин и В. А. Никольский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛА)КДЕНИЯ ДО КРИОГЕННЫХ

ТЕМПЕРАТУР

Изобретение относится к технике получения криогенных температур и может найти широкое применение во многих областях промышленности, в частности для охлаждения различных радиотехнических и электронных криогенных устройств, а также для термостатирования различных объектов.

Известны дроссельные регенеративные циклы для получения охлаждения до криогенных температур, в том числе до температуры кипения жидкого азота. B этих циклах в качестве рабочих тел используются чистые вещества, такие как азот, аргон и другие.

В последнее время получили распространение некоторые многокомпонентные смеси, в которых наряду с основным хладагентом имеются вспомогательные компоненты с большим изотер мическим дроссельэффектом.

Отличительным признаком этих смесей является растворимость вспомогательных компонентов в основном. В случае нерастворимости одного из компонентов в основном хладагенте, твердые частицы закупоривают дроссельное отверстие микротеплообменника, что нарушает нормальную работу системы.

Использование таких компонентов ограничивает возможность дальнейшего увеличения изотермического дроссельэффекта смеси за счет добавления других высокоэффективных компонентов и тем самым не позволяет совершенствовать показатели цикла с однократным дросселированием.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса охлаждения, снижение давления начала дросселирования, что позволяет в конечном итоге уменьшить энергозатраты, вес и габариты входящего в систему оборудования.

Для этого в состав смеси введены дополни10 тельные газовые компоненты, каждый из которых нерастворим в основном хладагенте, но растворим во вспомогательных компонентах.

Примером может служить смесь, состоя15 щая из азота, метана, этапа и пропана. В этой смеси основным хладагентом является азот, впомогательным — метан, а дополнительными — этан и пропан, малорастворимые в жидком азоте, но растворимые в жидком метапе, 20 который, в свою очередь, растворим в жидком азоте.

В целом эта многокомпонентная смесь, в зависимости от концентрации, обладает изотермическим дроссельэффектом в 10 — 15 раз

2s большим по сравнению с азотом и имеет температуру кипения при нормальном давлении

80 + 2 К. Большим преимуществом таких смесей является наличие значительного изотермического дроссельэффекта при сравни30 тельно низком давлении начала дроссе333858

Составитель И. Кадышева

Редактор Н. Караванская Техред Е. Борисова

Корректор Т. Хворова

Заказ 2460/3 Изд. И 1510 Тираж 651

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2 лирования. В обычных дроссельных системах, работающих по циклу однократного дросселирования с использованием в качестве хладагента азота, давление начала дросселирования составляет 100 — 200 ата.

При снижении давления до 70 ата дроссельэффект резко уменьшается, а система с давлением ниже 70 ата малоэффективна. При дросселировании указанных смесей, изотермический дроссельэффект, обеспечивающий эффективную работу системы, наблюдался при давлении начала дросселирования менее

70 ата, вплоть до 20 ата и ниже.

Это означает возможность реализации цикла однократного дросселирования низкого давления, а отсюда увеличение срока службы оборудования системы, уменьшение веса и габаритов оборудования, в основном компрессорного.

Предмет изобретения

1. Способ охлаждения до криогенных температур посредством регенеративного цикла с однократным дросселированием смеси основного хладагента с вспомогательными компонентами, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса охлаждения, снижения давления начала дросселирования, в состав смеси введены дополнительные газовые компоненты, каждый из которых не растворим в основном хладагенте, но растворим во вспомогательных компонентах.

10 2. Способ по п. 1, отл ича ющийся тем, что в качестве основного хладагента используют азот, а в качестве дополнительных компонентов — углеводороды.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, 15 что в качестве дополнительных компонентов используют этан, пропан.

4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что используют смесь следующего состава, об. %

Азот 25 — 40

Метан 20 — 35

Этан 15 — 35

Пропа;н 25 — 40